CN108223477A - 一种改良调速结构的插装阀及驱动定位机构 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种改良调速结构的插装阀及驱动定位机构。改良调速结构的插装阀包括：阀芯、阀套、阀盖、调速杆，所述阀芯轴向滑动配合于所述阀套内，所述阀盖与所述阀套的一端连接，所述调速杆与所述阀盖螺纹副配合，同时滑动配合于所述阀芯内且形成密封面；调速杆包括第一分杆和第二分杆，第一分杆和第二分杆抵接；驱动定位机构包括传动杆、固定座和配合于其内孔的转码、定位弹簧，用于驱动及限制调速杆转动。这种改良调速结构的插装阀搭配驱动定位机构可达到调速轻，开启快，自动锁紧的功能。

Description

一种改良调速结构的插装阀及驱动定位机构

技术领域

本发明涉及液压阀门领域，具体而言，涉及一种改良调速结构的插装阀。

背景技术

目前，对于高速大流量的液压动作工况，普遍采用了插装阀技术，然而部分应用领域对插装阀的开启速度提出了更高的要求，比如压铸机的高速射料工况就是通过插装阀来控制的，其射料加速特性就是衡量压铸机性能的关键参数之一，使用传统的插装阀由于其开启速度的限制而制约了压铸机的关键性能，对于射料性能具有高要求的压铸机，则只能使用价格仰贵的伺服插装阀，利用其高响应特性来满足压铸机高性能的需要，由此却造成压铸机制造成本的大幅提高。

专利公报(公告号：CN105757031A)公开了“一种快响应省力调速插装阀”，该专利方案在传统插装阀的基础上加以改进，将调速杆与阀芯设置成滑动密封配合，从而减小了弹簧腔的控制容积，改良了插装阀的开启速度，同时避免了调速杆承受轴向液压力，减小了调速杆转动时的摩擦力，达到了调速省力的目的。

然而，上述公开的专利只是表达了插装阀快响应及调速省力的一种原理，在具体实施中还存在需进一步细化的环节及有待攻克的技术问题。

发明内容

本发明提供了一种改良调速结构的插装阀及驱动定位机构，旨在解决现有技术中插装阀存在的上述问题，另外还融入了新的技术元素，不仅使插装阀的开启速度得以进一步提高，调速省力的特点得到进一步放大，同时还具有调速杆自动锁紧的功能，调速完成后无须再紧固止动螺母，从而提高了使用的便利性，而且插装阀采用了整体结构设计，装配非常方便。

本发明是这样实现的：

一种改良调速结构的插装阀，包括：

阀芯、阀套、阀盖、调速杆，所述阀芯轴向滑动配合于所述阀套内，所述阀盖与所述阀套的一端连接，所述调速杆与所述阀盖螺纹副配合，同时滑动配合于所述阀芯内且形成密封面，其特征在于：

所述阀盖和所述阀套采用螺纹连接，形成一个固定的整体结构；

所述调速杆包括第一分杆和第二分杆，所述第一分杆和所述第二分杆抵接，可相对转动但不可相对轴向移动；

所述阀芯上远离阀盖的一端还设置有遮盖圆柱面，所述遮盖圆柱面与所述阀套的底油腔滑动配合，所述遮盖圆柱面在阀芯朝向阀盖轴向移动的过程中会脱离与所述阀套的底油腔的滑动配合。

在本发明较佳的实施例中，所述第一分杆上靠近所述第二分杆的一端具有卡接头，所述第二分杆上靠近所述第一分杆的一端具有卡接槽，所述卡接头卡接在所述卡接槽的内部，所述卡接头和所述卡接槽间隙配合，由此形成的抵接用于约束所述第一分杆和第二分杆间产生相对轴向移动。

在本发明较佳的实施例中，所述卡接头设置为端部大、中间小的二段圆柱体，所述卡接槽设置为端部小内空大的槽结构，且具有和所述第二分杆的侧壁贯穿的通道，所述通道用于将第一分杆的卡接头从第二分杆的侧壁装配到卡接槽的内部。

在本发明较佳的实施例中，所述第一分杆上远离所述第二分杆的一端设置有传动槽。

一种驱动定位机构，用于配合上述的改良调速结构的插装阀，其特征在于，包括传动杆、固定座和配合于其内孔的转码、定位弹簧；

所述的传动杆的一端设置有传动头，另一端与所述的转码贴合，同时在与转码贴合的一端设置有传力头；

所述的定位弹簧设置有两条传力挡边；

所述的转码设置有传力槽；

所述的传力头设置在两条所述的传力挡边之间，两条所述的传力挡边设置在所述的传力槽内。

在本发明较佳的实施例中，所述固定座和所述改良调速结构的插装阀中的所述阀盖固定连接，所述传动杆的传动头与所述改良调速结构的插装阀中的所述第一分杆传动连接，用于驱动所述第一分杆转动，以控制所述第一分杆相对于所述阀盖轴向移动。

在本发明较佳的实施例中，所述改良调速结构的插装阀中的所述传动槽部分套设在所述传动杆的传动头上，间隙配合并形成回转约束。

本发明的有益效果是：

本发明通过上述设计得到的改良调速结构的插装阀及驱动定位机构，在使用的时候，可以通过驱动定位机构驱动第一分杆转动，由于第一分杆和第二分杆之间抵接，从而可以实现通过第一分杆来控制第二分杆的轴向移动，而不用第二分杆转动，通过对第二分杆的轴向位置的控制来实现对阀芯开度的限制，从而实现对流量的控制，而第一分杆带动第二分杆的移动时不需第二分杆转动，因此第二分杆不需要克服和阀芯之间存在的较大的摩擦力，从而可以实现在对调速杆进行调节控制流量的时候，只需要较小的力操作驱动定位机构运动即可；驱动定位机构是一个可以自动锁紧的装置，调速完成后调速杆即自动固定，相比传统调速插装阀还须锁紧防转螺母，又增加了一项使用的便利性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本发明实施方式提供的改良调速结构的插装阀及驱动定位机构的结构剖面图；

图2是本发明实施方式提供的改良调速结构的插装阀的开启状态图；

图3是本发明实施方式提供的改良调速结构的插装阀中的调速杆及驱动定位机构的爆炸图；

图4是本发明实施方式提供的驱动定位机构的定位弹簧的三维图；

图5是本发明实施方式提供的驱动定位机构的传动杆的三维图；

图6是本发明实施方式提供的驱动定位机构的转码的三维图；

图7是本发明实施方式提供的改良调速结构的插装阀及驱动定位机构具体应用的液压原理图。

图标：6-先导阀；7-储能器；8-油缸；9-插装阀；10-换向阀；100-改良调速结构的插装阀；110-驱动定位机构；111-转码；1111-传力槽；112-传动杆；1121-传动头；1122-传力头；113-固定座；114-定位弹簧；1141-传力挡边；1142-传力挡边；115-调速手轮；120-阀盖；1201-行程腔；130-阀芯；1301-遮盖圆柱面；1302-限位底面；1303-密封锥面；140-调速杆；141-第一分杆；1411-传动槽；1412-卡接头；142-第二分杆；1421-卡接槽；1422-限位端面；150-阀套；1501-底油腔；1502-侧油腔；1503-密封台肩；160-复位弹簧；200-液压集成块。

具体实施方式

为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，指示方位或位置关系的术语为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之上或之下可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征之上、上方和上面包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征之下、下方和下面包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例一

本实施例提供了一种改良调速结构的插装阀100，请参阅图1至图3，这种改良调速结构的插装阀100包括：

阀芯130以及套设在阀芯130上的阀套150；

阀盖120；

阀盖120与阀套150的一端螺纹固定连接，形成一个整体；驱动定位机构110固定连接在阀盖120上；

调速杆140与阀盖120螺纹副配合，调速杆140的一端和驱动定位机构110传动连接，调速杆140的另一端和阀芯130滑动密封配合；

调速杆140包括第一分杆141和第二分杆142，第一分杆141和第二分杆142抵接，第一分杆141上远离第二分杆142的一端和驱动定位机构110传动连接，第二分杆142上远离第一分杆141的一端和阀芯130滑动密封配合，另一端和阀盖120的行程腔1201滑动密封配合，且第二分杆142和阀芯130之间还设置有复位弹簧160，用于控制阀芯130可靠复位，可靠关闭；

第一分杆141和阀盖120螺纹副配合；

本实施例还提供了一种驱动定位机构110，请参阅图1及图3至图6，用于驱动第一分杆141转动，以控制第一分杆141相对于阀盖120轴向移动。

驱动定位机构110包括传动杆112、固定座113和配合于其内孔的转码111、定位弹簧114，固定座113与阀盖120固定连接；传动杆112的一端和第一分杆141传动连接，另一端与转码111贴合，转码111上固定连接有调速手轮115；定位弹簧114设置有两条传力挡边1141和1142，转码111设置有传力槽1111，传动杆112设置有传力头1122，传力头1122设置在两条传力挡边1141和1142之间，两条传力挡边1141和1142及传力头1122均设置在传力槽1111内。

在本实施例中，第一分杆141上靠近第二分杆142的一端具有端部大、中间小的卡接头1412，第二分杆142上靠近第一分杆141的一端具有端部小内空大的卡接槽1421，且具有和第二分杆142的侧壁贯穿的通道，将第一分杆141的卡接头1412从第二分杆142的侧壁装配到卡接槽1421的内部，至使第一分杆141和第二分杆142可相对转动而不可相对轴向位移，卡接头1412设置为圆柱形，可以使得第一分杆141在转动的时候，不会对卡接槽1421产生较大的扭矩，从而可以实现第一分杆141在转动的时候，不会带动第二分杆142转动。因此第一分杆141的转动产生的轴向移动可以带动第二分杆142同步轴向移动，而在此过程中，第二分杆142不需要转动，从而不需要克服第二分杆142和阀芯130之间的摩擦力，从而可以实现利用驱动定位机构110对调速杆140在阀芯130内部的位置进行控制，并且可以有效降低操作驱动定位机构110调速的时候所消耗的力，达到灵活调节驱动定位机构110的目的。

当然，在其他的实施例中，第一分杆141和第二分杆142之间的抵接也可以采用其他的形式，只需要第一分杆141在沿其轴向运动的时候，可以推动第二分杆142沿其轴向运动即可。

在本实施例中，阀盖120和阀套150采用螺纹固定连接，阀套150上设置有底油腔1501及侧油腔1502及介于两者之间的密封台肩1503，阀芯130上靠近阀套150的底油腔1501的一端设置有遮盖圆柱面1301和密封锥面1303。当遮盖圆柱面1301与底油腔1501滑动配合，同时密封锥面1303和密封台肩1503接触时，本实施例提供的改良调速结构的插装阀100呈关闭状态；当阀芯130朝向阀盖120方向轴向移动至使遮盖圆柱面1301脱离底油腔1501时，底油腔1501及侧油腔1502之间导通，即本实施例提供的改良调速结构的插装阀100呈开启状态，直至阀芯130的限位底面1302接触到第一分杆141的限位端面1422，本实施例提供的改良调速结构的插装阀100开启动作完成。

驱动定位机构110在工作的时候，先是人力转动调速手轮115，转码111同步转动，此时转码111上的传力槽1111会碰到定位弹簧114的传力挡边1141和1142中的其中一条，并随作用力的方向继续转动，此时定位弹簧114的直径呈收缩趋势，因此定位弹簧114与固定座113内孔的摩擦力会变小，定位弹簧114能随着转码111持续转动，而传力挡边1141又会碰到传动杆112上的传力头1122并带动传动杆112跟随转动，从而将转动传递到第一分杆141上，实现了本实施例提供的改良调速结构的插装阀100调速的目的；在本实施例提供的改良调速结构的插装阀100工作的过程中，由于机械震动及因阀芯130轴向移动传递给调速杆140的轴向摩擦力等因素影响，第一分杆141可能会产生轻微的间歇的转动，积少成多，可能会影响调速杆140的轴向位置，使实际的调速精度偏离预定值，然而本实施例中的驱动定位机构110，就能很好地解决这个问题，避免调速杆140因上述原因自行转动，其工作原理是这样的：传动杆112与第一分杆141传动连接，互相之间存在回转约束，不可相对转动，即传动杆112被限制转动的情况下，第一分杆141也不可转动，传动杆112中的传力头1122设置于定位弹簧114中的两条传力挡边1141和1142之间，无论传力头1122朝哪个方向转动，都会碰到其中一条传力挡边1141并迫使定位弹簧114的直径扩张，定位弹簧114与固定座113的摩擦力增大，阻止传力头1122进一步转动，即定位弹簧114不会因为传力头1122施加的力而转动，因此传动杆112被可靠地限制在两条传力挡边1141之间，从而也保证了第一分杆141不会自行转动。

本实施例提供的改良调速结构的插装阀100，在工作的时候，可以通过驱动定位机构110驱动第一分杆141转动，由于第一分杆141和第二分杆142之间抵接，从而可以实现通过第一分杆141来控制第二分杆142的运动，通过对第二分杆142的位置的控制来实现对流量的控制，而第一分杆141和阀盖120螺纹副配合，从而可以实现利用驱动定位机构110驱动第一分杆141转动来控制第一分杆141沿其轴向移动，并带动第二分杆142轴向运动，而不会带动第二分杆142转动，从而对第二分杆142的推动不需要克服第二分杆142和阀芯130之间存在的较大的摩擦力，从而可以实现在对调速杆140进行调节来实现对流量的控制的时候，只需要较小的力操作驱动定位机构110转动即可。

实施例二

以下结合附图7对本实施例提供的改良调速结构的插装阀100及驱动定位机构110的具体应用再进行详细描述：实施例一提供的改良调速结构的插装阀100及驱动定位机构110安装在液压集成块200中，储能器7通过液压集成块200的B油口连接实施例一提供的改良调速结构的插装阀100的侧油腔1502，并通过先导阀6引入压力控制实施例一提供的改良调速结构的插装阀100的控制腔，油缸8的无杆腔通过液压集成块200的A油口连接实施例一提供的改良调速结构的插装阀100的底油腔1501，同时连接换向阀10的工作油口，油缸8的有杆腔连接插装阀9及换向阀10的工作油口。

换向阀10引入压力源控制油缸8执行慢速伸出及缩回动作，其中油缸8的有杆腔回油通过插装阀9来控制；

当需要高速伸出动作时，先导阀6换向，排出实施例一提供的改良调速结构的插装阀100的控制腔的控制油，实施例一提供的改良调速结构的插装阀100快速开启，储能器7经过液压集成块200的油口B经过实施例一提供的改良调速结构的插装阀100至A后向油缸8快速充油，从而产生高速伸出动作；

油缸8不工作状态，可通过驱动定位机构110调节实施例一提供的改良调速结构的插装阀100的阀芯130开度，以达到调节油缸8伸出速度的目的；此时由于油缸8的无杆腔连接换向阀10的B油口，在换向阀10的中位机能下直接油箱，因此实施例一提供的改良调速结构的插装阀100的底油腔1501无压力，调速杆140的第二分杆142不承受轴向液压力，第一分杆141也不会有轴向力的影响，因此第一分杆141与阀盖120的螺纹副摩擦力会很小，所以调速轻松省力。

本实施例中，实施例一提供的改良调速结构的插装阀100的侧油腔1502至底油腔1501的通断是通过换向阀10来完成的，只要换向阀10不动作，侧油腔1502压力始终连通控制腔，在液压力的作用下，阀芯130将保持复位关闭。

本实施例中，换向阀10换向后，控制腔通过换向阀10的左位机能连接油箱，在侧油腔1502的液压力作用在阀芯130上的向上推力作用下，阀芯130开启，控制腔通过换向阀10排油，在此过程中，阀芯130从复位关闭状态下开始运动，遮盖圆柱面1301会逐渐脱离底油腔1501，当遮盖圆柱面1301完全脱离底油腔1501时，侧油腔1502至底油腔1501开始导通，液压油开始正常通过，同时阀芯130已具备一定初速度，继续开启过程至开启动作结束，液压油通过流量达到最大。相比现有技术的调速插装阀，阀芯130开始动作即正常通过液压油，直至开启动作完成达到最大流量，此过程是阀芯130从初速度为0开始开启过程的，而实施例一提供的改良调速结构的插装阀100，阀芯130因为有遮盖圆柱面1301作为跑道，开启过程是从有一定初速度开始，因此能更快速地达到最大流量，从而进一步提高了插装阀的快响应特性。

以上所述仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种改良调速结构的插装阀，包括：

阀芯、阀套、阀盖、调速杆，所述阀芯轴向滑动配合于所述阀套内，所述阀盖与所述阀套的一端连接，所述调速杆与所述阀盖螺纹副配合，同时滑动配合于所述阀芯内且形成密封面，其特征在于，

所述阀盖和所述阀套采用螺纹连接，形成一个固定的整体结构；

所述调速杆包括第一分杆和第二分杆，所述第一分杆和所述第二分杆抵接，可相对转动但不可相对轴向移动；

所述阀芯上远离阀盖的一端还设置有遮盖圆柱面，所述遮盖圆柱面与所述阀套的底油腔滑动配合，所述遮盖圆柱面在阀芯朝向阀盖轴向移动的过程中会脱离与所述阀套的底油腔的滑动配合。

2.根据权利要求1所述的改良调速结构的插装阀，其特征在于，所述第一分杆上靠近所述第二分杆的一端具有卡接头，所述第二分杆上靠近所述第一分杆的一端具有卡接槽，所述卡接头卡接在所述卡接槽的内部，所述卡接头和所述卡接槽间隙配合，由此形成的抵接用于约束所述第一分杆和第二分杆间产生相对轴向移动。

3.根据权利要求2所述的改良调速结构的插装阀，其特征在于，所述卡接头设置为端部大、中间小的二段圆柱体，所述卡接槽设置为端部小内空大的槽结构，且具有和所述第二分杆的侧壁贯穿的通道，所述通道用于将第一分杆的卡接头从第二分杆的侧壁装配到卡接槽的内部。

4.根据权利要求3所述的改良调速结构的插装阀，其特征在于，所述第一分杆上远离所述第二分杆的一端设置有传动槽。

5.一种驱动定位机构，用于配合权利要求4所述的改良调速结构的插装阀，其特征在于，包括传动杆、固定座和配合于其内孔的转码、定位弹簧；

所述的传动杆的一端设置有传动头，另一端与所述的转码贴合，同时在与转码贴合的一端设置有传力头；

所述的定位弹簧设置有两条传力挡边；

所述的转码设置有传力槽；

所述的传力头设置在两条所述的传力挡边之间，两条所述的传力挡边设置在所述的传力槽内。

6.根据权利要求5所述驱动定位机构，其特征在于，所述固定座和所述改良调速结构的插装阀中的所述阀盖固定连接，所述传动杆的传动头与所述改良调速结构的插装阀中的所述第一分杆传动连接，用于驱动所述第一分杆转动，以控制所述第一分杆相对于所述阀盖轴向移动。

7.根据权利要求6所述的驱动定位机构，其特征在于，所述改良调速结构的插装阀中的所述传动槽部分套设在所述传动杆的传动头上，间隙配合并形成回转约束。